丙烯酸丁酯 工艺规程

丙烯酸丁酯 工艺规程 江苏三蝶化工有限公司 二0一一年七月 编号: 审批:江苏三蝶化工有限公司 总工程师 (签 字) 年 月 日 审定:江苏三蝶化工有限公司 技术处 (签 字) 年 月 日 审核:江苏三蝶化工有限公司 丙烯酸酯车间主任 (签 字) 年 月 日 2 目 录 1.产品说明.......................................................................................4 2.生产能力.......................................................................................6 3、原材料规格................................................................................6 4、公用工程规格............................................................................8 5、生产的基本原理及化学反应方程式........................................10 6、生产工序及流程叙述................................................................13 7、生产工艺条件一览表................................................................24 8、不正常现象的原因和处理方法................................................28 9、生产控制分析一览表................................................................31 10、原材料、动力及燃料消耗定额..............................................32 11、三废及处理..............................................................................33 12、安全生产基本原理..................................................................33 13、有关信号安全装置的说明......................................................37 14、应遵守的主要技术规程和..............................................41 15、设备一览表..............................................................................42 16、修改和补充..............................................................................46 3 1.产品说明 1?1 产品名称 丙烯酸丁酯 分子式:CHO 7122 结构式: CH=CHCOOCH-CH-CH-CH 22223 1.2 产品 项 目 丙烯酸丁酯 备 注 指 标 纯度 wt % ?99.0 色相 (APHA) ?10 游离酸 wt%(以AA计) ?0.01 水分 wt % ?0.10 阻聚剂MQ wt ppm 50?5 1.3 产品的物理化学性质: 项目 丙烯酸丁酯物理常数 比重 20? g/cm3 0.90 比热 kcal/kg? 0.46 熔点 ? -64.6 沸点(760mmHg)? 148 蒸汽比重(air=1) 4.43 汽化热kcal/kg 60 聚合热kcal/kg 117 燃烧热kcal/kg(25?) 7.6 水中溶解度g/100g(25?) 0.2 开口闪点? 43 闭口闪点? 38 4 与空气混合的爆炸极限 上限vol% 20.5 下限vol% 5.5 10电阻 CM 3.9 10 闻到气味浓度 PPM 0.01 外观 无色透明 1.3.2 化学性质 (1)与丁醇反应 CHCHCOOCH+CHOH CHHOCHCHC00CH 24949492249丙烯酸丁酯 丁醇 -丁氧基丙酸丁酯 (2)与丙烯酸反应 CHCHCOOCH+CHCHCOOH CHCHC00CHCHCHCOOCH 2492222249丙烯酸丁酯 丙烯酸 二聚丙烯酸丁酯 (3)氧化反应 KMnO4+H2OCHCHCOOCH HOCHCH(OH)C00CH 249249丙烯酸丁酯 、 -二羟基丙酸丁酯 (4)与次卤酸反应 CHCHCOOCH+ HOBr HOCHCHBrC00CH24924 9丙烯酸丁酯 次氯酸 -溴代 -羟基丙酸丁酯 (5)与碱反应 CHCHCOOCH+NaOH CHCHC00Na+CHOH 249249 丙烯酸丁酯 碱 丙烯酸钠 丁醇 (6)羰基合成 CHCHCOOCH+CO+H HOCCHCHC00CH24922249 丙烯酸丁酯 -羰基丙酸丁酯 (7)与卤素反应 CHCHCOOCH+ CL CHCLCHCL00CH 2492249 5 丙烯酸丁酯 次氯酸 、 -二氯代丙酸丁酯 (8)与乙炔反应 2CH+CHCHCOOCH CHCHCHCHCHCHC00CH 22249249 乙炔 丙烯酸丁酯 2.4.6.一三庚烯酸丁酯 (9)与水反应 CHCHCOOCH+ HO HOCHCHC00CH 24922249 丙烯酸丁酯 -羟基丙酸丁酯 (10)聚合反应 nCHCHCOOCH -(-CH2-CH-)-n 249 C00CH 49 丙烯酸丁酯 聚丙烯酸丁酯 1.4、产品的主要用途 丙烯酸丁酯是重要的有机化工原料，是高分子化合物的优良改性单体，在纺织、印染、上浆油漆涂料、胶粘剂、皮革处理、水处理、医药、造纸、石油开采等各领域都有十分广泛的用途。 2.生产能力 本装置能力为:丙烯酸丁酯40000吨/年， 运行时数8000小时/年。 3.原材料规格 3.1丙烯酸规格 规格 备注 纯度 wt%? 99.0 色相 (APHA)? 20 水分 wt% ? 0.1 阻聚剂MQ wtPPM 200?20 3.2 丁醇的规格 项目 指标 备注 6 纯度 wt/% 99.5 GB-9014-88(标准号) 外观 无色透明，无可见杂质 色相 (APHA)? 10 比重 20? g/cm3 0.808,0.812 酸度 wt% 0.01 蒸馏范围 初馏点? 115 干点? 119.5 HSO实验色度 40 24 3.3 化学品 序号 名称 指标名称 指标 标准号 备注 1 对苯二酚 外观 白色晶体 HG-176-87 单甲醚MQ 色度 APHA 10 熔点? >54 对苯二酚wt% 0.05 灰份wt% 0.01 二甲氧基苯wt% 0.1 重金属wt% 0.001 2 对苯二酚 外观 白色晶体 HG7-1360 HQ 熔点? 169 铅含量wt % 0.002 铁含量wt % 0.002 纯度wt % 99.0 3 AI-61R 熔点 ? 73~76 灰份 % ? 20 干燥失重 % ? 0.5 含量 % ? 95 4 苛性钠 含量 wt% 42 GB-4348-84 Na2CO3 wt% 0.8 7 NaCl wt% 2.0 外观 25% 时无色透 明 4.公用工程规格 名称 指标名称 指标 标准号 备注 中压蒸汽 供给压力(MPa) 1.15,1.35 (MP) 供给温度(?) 饱和 低压蒸汽 供给压力(MPa) 0.4,0.6 (LP) 供给温度(?) 饱和 低低压蒸汽供给压力(MPa) 0.2,0.3 (LLP) 供给温度(?) 饱和 冷却塔水 供给压力(MPa) 0.3,0.5 (CTW) 返回压力(MPa) 0.15,0.25 供给温度(?) 30 返回温度(?) 40 消防水 供给压力(MPa) 0.7,0.9 (FW) 仪表空气 供给压力(MPa) 0.6,1.5 (IA) 油含量 无油 露点(?) -40 锅炉给水 供给压力(MPa) 0.25,0.45 (BFW) 供给温度(?) 15 25?时PH 8.5,9.5 硬度(以CaCO计) 3 (wtPPM) 0.005 烃类油(wtPPM) 0.3 电导率(25?) 0.5 8 ( S/CM) 总铁量(wtPPM) 0.05 铜(wtPPM) 0.005 二氧化硅(wtPPM) 0.05 COD(KMnO)(wtPPM) 5 4 105?溶解度wtppm 0.02 工业水 供给压力(MPa) 0.2,0.45 (PW) 氯化物 25 硬度(以CaCO计) 40 3 (mg/l) 可溶性杂质(mg/l) 280 不溶物(mg/l) 5 碱金属(mg/l) 20 有机物(mg/l) (KMnO4法) 40 Fe(mg/l) 0.3 氮气(N2) 供给压力(MPa) 0..15,1.5 纯度(Vol%) 99.9 油含量 无油 露点(?) -40 电源 高压电路电压(KV) 6.0 3相3线 频率(Hz) 50 5% 低压电路电压(V) 400/230 频率(Hz) 50 5% 3相4线 直流电 V 220 低温水 供给压力(MPa) 0.25,0.4 低温水 返回压力(MPa) 0.1,0.3 (CWA) 供给温度(?) 9 9 返回温度(?) 10 低温水 供给压力(MPa) 0.25,0.4 (CWB) 返回压力(MPa) 0.1,0.3 供给温度(?) 14,20 返回温度(?) 21 热水 压力(MPa) 0.5,0.8 (HW) 温度(?) 50,80 5.生产的基本原理及化学化学反应方程 5.1 反应系统 丙烯酸和丁醇在硫酸的作用下反应生成丙烯酸丁酯和水，反应按下列机理进行: CHCHC=O + CH-OH CH=CH-C-(OH) 24922 OH O-CH 49 丙烯酸 丁醇 过度化合物 CH=CH-C(OH) CHCHCOOCH+HO 22 2492 O-CH 49 丙烯酸和丁醇的酯化反应是典型的可逆反应，而且丙烯酸和生成物丙烯酸丁酯的沸点很接近，用精馏的方法难以将丙烯酸分离出来，未反应的丙烯酸不能循环使用。为了降低丙烯酸的消耗，必须使丙烯酸完全转化成丙烯酸丁酯。这样就要在反应过程中不断破坏其反应平衡，促使反应向正方向进行，实现一个假的不可逆的一级反应，为此本工艺采取了以下措施: (1)使反应生成的水与丁醇、丙烯酸丁酯共沸迅速从反应器中除去，以降低生成物的浓度。共沸物经脱水塔分离后，醇和酯返回反应器做原料。 (2)采用醇比酸过量的摩尔比(1.1,1.2倍)，增加反应物的浓度，并为脱水提供共沸剂。 (3)用硫酸作催化剂以加快反应速度，缩短反应的停留时间。 10 由于丙烯酸、丙烯酸丁酯在高温下易发生聚合，为降低操作温度，保证反应生成水的脱除，反应系统采用负压操作。 副反应 丙烯酸和丙烯酸丁酯都容易聚合，在酯化反应中丙烯酸、丁醇、丙烯酸丁酯三种物质能生成共聚物或均聚物。各种副产物的量与酯化反应温度、催化剂的量有很大关系。其主要副反应方程式如下: A CHCHCOOCH+CH-OH CHOCHCOOCH 2494949249 丙烯酸丁酯 丁醇 -丁氧基丙烯酸丁酯 B CHCHCOOCH+HO HOCHCHCOOCH 2492249 丙烯酸丁酯 水 -羟基丙烯丁酯 C CHCHCOOH+CHOH CHOCHCHCOOH 2494922 丙烯酸 丁醇 -丁氧基丙酸 D 2CHCHCOOH CHCHCOOCHCHCOOH 22222 丙烯酸 二聚丙烯酸 E CHOCHCHCOOH+CHOH CHOCHXHCOOCH + HO 4922494922492 -烷氧基丙酸 丁醇 -丁氧基丙酸丁酯 水 F CHCHCOOCHCHCOOH+CHOH CHCHCOOCHCHCOOCH+ HO 222249222492 二聚丙烯酸 丁醇 二聚丙烯酸丁酯 水 5.2 回收系统 反应液首先经萃取塔洗涤催化剂硫酸后，在经碱洗塔将反应液中未反应的丙烯酸和残存的硫酸用碱中和，碱洗塔的水相和从装置其他部位排出的水经醇回收塔回收醇和酯。 CH=CHCOOH+NaOH CH=CHCOONa+HO 222 丙烯酸 苛性钠 丙烯酸钠 水 5.3精制系统 中和后的反应液(即粗丙烯酸丁酯)在两台串联的塔内，经减压蒸馏脱去BuOH、HO和重组分，变得到高纯度的丙烯酸丁酯产品。 2 5.4装置的防聚措施 丙烯酸及丙烯酸丁酯都是极易聚合的化合物，这种特性对生产是极为不利因 11 素，为了避免聚合的发生，保证装置的正常运行，本工艺采取了以下措施: (1)负压操作:为了降低操作温度，防止温度高引起聚合。本装置反应系统，精制系统及醇回收塔采用负压操作。 (2)伴热和保温:物料汽化后不含有阻聚剂，为防止物料在反应器、塔的设备表面发生相变，对反应器、塔以及它们的气相出料管线进行热水、蒸汽伴热保温，以防止相变后引起聚合。并对有气、液停留的死区加喷淋。 (3)严格禁止设备、管线内的液体长期处于停留状态。尤其对于温度高于40?的物料。所以各产品储罐、中间罐都设有自身循环系统。且各罐都设有冷却盘管，以保证各储罐温度在要求的范围内。 (4)加阻聚剂和阻聚空气 为了防止在生产过程中聚合的加深，使形成的聚合中心失活，在可能形成聚合物的部位都加了阻聚剂，主要加在塔顶回流和反应器内，并向反应器各再沸器加阻聚空气，保证这些场所及塔、反应器内的氧含量，以延缓聚合的进一步进行。 (5)设备结构和管道设计 为缩短物料的停留时间，在确保工艺要求的情况下，尽可能使物料在设备内的停留时间最短，所以塔板选用大孔径无堰筛板，管道设计尽可能做到最短。 (6)设备和管线都选用不锈钢 变价金属离子是聚合的引发剂，为了避免金属离子的产生，本装置主要工艺设备、管线均选用不锈钢。 6 .工艺流程叙述 6.1反应系统 反应系统由两台反应器和一台脱水塔组成，AA和BuOH首先在两台串联的反应器内进行酯化反应，用H2SO4作催化剂，反应生成的水与BuOH、AEB 共沸迅速从反应器中除去，以使反应平衡向正方向进行。反应终了的AA转化率达98,98.5,. 来自 T-206(AA原料罐)的AA，经P-206A/B(AA加料泵)输送:由FC-4001调节控制流量与P-405(H2SO4加料泵)送来的H2SO4溶液一起进入E-411(一段反应器再沸器)，另外为了使BuOH、H2SO4、AA充分均匀地混合，控制AA的升温速度，由P-410A/B(R-411第一循环泵) 从R-411A(第一反应器予混区)中抽出部分混合液与进料一起进入E-411，用LLP蒸汽加热到98.0?,由TI-4001显示温度后进 12 R-411A。加热蒸汽由TC-4003和FC-4002串级调控制蒸汽流量，保持R-411A温度为92?。 来自T-940(BuOH原料罐)的BuOH由P-940A/B(BuOH加料泵)输送分三路: (1)去D-414(阻聚剂槽)配制阻聚剂(间歇使用) (2)去D-404(PE槽)配制阻聚剂(间歇使用)。 (3)由FC-4004调节控制4600kg/h的流量和P-441A/B(脱醇塔顶出料泵)送来的C-440(脱醇塔)塔顶液一起进入E-416(BuOH加热器)，用C-430(醇回收塔)塔顶蒸汽加热后，从第五块塔板进入C-410(脱水塔)。 C-410、C-430塔顶冷凝液在D-411(C-410塔顶受槽)内分层，上层液(H2O:8.10,、BuOH:50.8,、AEB:40.51,)由P-411A/B(C-410塔顶回流泵)输送，经LC-4003和 FC-4010串级调节控制流量与下列物料一起作C-410塔顶回流,控制塔顶温度为64?。 414、1#送来的50kg/h阻聚剂(ZJ-701:2,、AI-61R:0.15%、BuOH:95,)。 (1)P- 会同新鲜BuOH一起从C-410底部排出，进入R-411A。 R-411A的反应生成液逐一流过反应区R-411B、R-412A、R-412B，在搅拌的条件下进行连续酯化反应。各反应区都设有蒸汽盘管用LLP进行加热，加热的蒸汽量分别由TC-4004和FC-4007、TC-4005和FC-4008、TC-4006和FC-4009串级调节,控制各反应区的温度。酯化反应生成的水与BuOH、AEB 共沸从各反应区蒸出升入C-410底部,与塔顶来的物料进行热和质交换后，从C-410顶部蒸出，与C-430塔顶物料会合进入E-412(C-410塔顶冷凝器)用CTW (循环水)冷凝，冷凝液进入D-411，未凝气体进入 E-413(放空冷凝器)用 CWA(低温水)冷凝，冷凝液回收到D-411，不凝气体由P-415A/B (C-410塔顶真空泵)抽送到PD-415(气液分离器)进行气液分离后，将尾气送往废物处理单元。 反应系统为负压操作，系统真空由P-415A/B形成，PC-4001控制R-411A/B压力(300mmHgA)，C-410塔压力由PC-4002调节控制 (160mmHgA)，R-412A/B与C-410第三块塔板压力相同为(240mmHgA)。 D-411下层液(HO:95.38,、BuOH:4.57,)由P-412A/B(C-410塔顶水泵)2 输送分两路: 13 (1)FC-4018调节控制2000kg/h流量，进入C-421塔顶作萃取剂。 (2)由LC-4004调节控制D-411液位，以344kg/h 流量进入D-425(水缓冲罐)。 AA和BuOH经各反应器反应后，最终在R-412B中AA转化率达到98,,98.5,，酯化反应到此结束。 R-412B的反应生成液由P-413A/B (C-421加料泵)输送进入E-414与C-422(碱洗塔)塔顶液换热，由LC-4002和FC-4015串级调节，控制12000kg/h的流量进入E-415(R-412后冷却器)用CTW冷却到35?进入C-421。 为防止E-411聚合堵塞及搅拌器A-411、A-412、A-413底部形成死区而发生聚合，把由FG-401、FG-404、FG-405和FG-406控制的仪表空气分别加入到E-411、R-411B、R-412A?B起分散阻聚作用。 6.2、回收系统 回收系统由 C-421、C-422、C-430组成。在此系统中，反应生成液中的H2SO4首先用水萃取。然后用碱将残余的H2SO4和未反应的AA中和掉。在装置各部位排出的废水都收集在D-425内，并与C-422塔底液一起在C-430回收醇和酯. R-412B内的反应生成液，由P-413A/B打入E-414与C-422塔顶液换热冷却到55?，由FC-4015和LC-4002串级调节控制13000kg/h的流量，经E-415用CTW冷却到35?进入C-421塔底. 作为萃取剂的付产水(D-411下层液)由P-412A/B输送,经FC-4018调节控制2000kg/h 流量从顶部进入C-421，经逆流接触H2SO4进入水相(HO:91.18,、2H2SO4:6.46,)塔底排出由LC-4007调节，控制C-421界面由 FI-4006显示流量进入D-425作C-430原料。 萃余液(HO:2.01,、BuOH:8.95,、AEB:83.28,、β-BPB:3.84,k萃2 取塔顶排出进入C-422底部。 C-422分为水洗、中和上下两段，C-421 萃余液以15000kg/h的流量进入C-422底部。来自T-427A/B(碱贮罐)的25,NaOH水溶液，经P-427A/B(碱加料泵)输送，由FC-4017调节控制63kg/h流量，用P-421A/B (NaOH循环泵) 送来的由FC-4041调节控制350kg/h流量的C-422塔底液稀释后，从中部进入碱洗塔。经逆流接触进料中的H2SO4、AA被NaOH中和然后中和液进入 C-422水洗段进行水洗。作为洗涤 14 水的PW(工业水)由FC-4021调节控制170kg/h流量从顶部进入C-422，经逆流接触，中和产生的盐等其它溶于水的杂质进入水相(HO:80.12,、BuOH:1.14,、NaOH:2 2.62,、Na2SO4:1.86,、ANa:17.56,)从底部排出由P-421A/B输送分两路: (1)由LC-4008和FC-4020串级调节控制C-422界面以151kg/h流量进入C-430塔。 (2)由FC-4041调节控制3500kg/h流量与NaOH水溶液一起返回C-422中部。 C-422塔顶液(HO:1.22,、BuOH:9.07,、AEB:84.77,、β-BPB:3.91,)2 从塔顶排出进入D-426 (C-440给料罐)分层，上层液由P-426A/B(C-440加料泵经E-440(C-440进料予热器) 进入C-440(醇汽提塔)。下层液由LC-4025调节控制分层界面，将下层液排入D-425。 从系统各部位排出的废水收集在 D-425中，为回收其中的醇和酯，由P-425A/B(C-430塔加料泵)将D-425内液体 (BuOH:2.62,、AEB:0.74,)抽送和C-422塔低液一起，经LC-4005和FC-4005串级调节控制677kg/h流量进入E-434(C-430进料加热器)与C-430塔底液换热到80?,从顶部进入C-430,经蒸馏进料中的BuOH，AEB和水共沸从塔顶蒸出,由FI-4013显示流量进入E-416 (BuOH预热器) 与原料BuOH换热后，同C-410塔顶馏出物一起进入E-412用CTW冷凝。C-430塔顶压力由PC-4003调节控制为: (680mmHgA)。 C-430塔底液(HO:94.21,、ANa:4.61,)从塔底排出, 一部分进入自然循2 环方式的再沸器E-431(C-430塔底再沸器),用LLP蒸汽加热后返回塔底，加热蒸汽由 FC-4014和TC-4011串级调节，控制塔底温度为 100?。另一部分塔底液由 LC-4006和FC-4012串级调节，控制塔底液位以575kg/h流量进入E-434与进料换热后进入废水池。 6.3、精制系统 精制系统主要由C-440(醇汽提塔)，C-450(精制塔组成,经回收系统处理的粗酯中还含有BuOH、HO、重组份等杂质,这些杂质将在此系统被除去，以得到纯度2 大于等于99.0的AEB产品。 D-426中的粗酯，由P-426A/B输送经E-414进入E-440用 LLP蒸汽加热到80?， 15 加热蒸汽由TC-4052控制。予热后的粗酯由LC-4009和FC-4022串级调节控制2547kg/h流量从第21块塔板进入C-440。经减压蒸馏，水、BuOH和AEB共沸从塔顶蒸出，进入E-442 (C-440塔顶冷凝器)用CTW冷凝，冷凝液进入D-441(C-440塔顶受槽)，未凝气体进入E-443(C-440放空冷凝器)用CWA进一步冷凝，冷凝液回入D-411，不凝气体经J-451E、B、C、D(蒸汽喷射泵)抽送至JE-451A、B、C (喷射泵冷凝器)用 CTW冷凝，冷凝液进入D-425，不凝气体由尾气风机送往废物处理单元。 D-441冷凝液经分层，上层液(HO:2.27,、BuOH:44.95,、AEB:2 50.04,)P-441A/B(C-440塔顶回流泵)送出分两路。 (1)由FC-4025和TDC-4017串级调节，控制1090kg/h流量与作C-440塔顶回流，控制塔顶温度为45?。 (2)由LC-4012和FC-4026串级调节控制D-441液位，以2100kg/h流量与原料BuOH一起经E-416进入C-410。 下层液由LC-4019调节控制D-441分层界面进入D-425。 塔底液(BuOH:0.01,、AEB:93.72,、β-BPB:5.55,)从塔底排出，一部分进入E-441(C-440塔底再沸器)用LLP蒸汽加热后返回塔底，加热蒸汽量由FC-4024和TC-4019或TC-4015 串级调节控制塔底温度为87?或第三板温度为85?。 另一部分塔底液由P-440A/B (C-440塔底泵) 输送由LC-4011和 FC-4023串级调节，控制塔底液位以2035kg/h流量进入 C-450进行脱重组份处理。 为了防止 C-440在运行过程中发生聚合，由P-414、2#将10kg/h的阻聚剂加 -441底加入由FG-408控制的阻聚空气，以防止E-441聚合堵塞。 到塔顶回流，在E C-440 塔底液从第4块塔板进入C-450(精制塔)后，经减压蒸馏，AEB从塔顶蒸出进入E-452(C-450塔顶冷凝器)CTW冷凝，冷凝液进入 D-451 (C-450塔顶受槽)，未凝气体进入E-453 (C-450放空冷凝器) 用CWA 进一步冷凝，冷凝液进入D-451，未凝气体经J-451A.B.C.D抽送至JE-451A.B.C.D用CTW冷凝，冷凝液进D-425，不凝气体送往废物处理单元。 D-451的冷凝液由P-451A/B(塔顶回流泵)送出分两路: 16 (1)由(FC-4031)调节控制2100kg/h流量和P-454(阻聚剂泵)送来的2KG/H 阻聚剂一起进入塔顶作为回流液控制塔顶温度为45?。 (2)LC-4014和FC-4032串级调节控制D-451液位，以7500kg/h流量进入T-402A/B (丙烯酸丁酯日储罐)。 C-450塔底液(AEB:12.5,、β-BPB:72.64,、DBE:3.81,)从塔底排出，一部分由P-453A/B(C-450塔底循环泵)打入E-451(C-450塔底再沸器)用 LLP蒸汽加热后返回塔底，加热蒸汽由TC-4020和FC-4030串级调节，控制塔底温度92?。另一部分塔底液由P-450A/B(C-450塔底泵)送出:由LC-4037与FC-4027串级控制C-450塔底液位，以113kg/h流量进入T-506。 为了防止C-450在运行过程中发生聚合，由P-454将阻聚剂(MQ:5.3,、AEB:95,)加入C-450塔顶气相管线，另外还在E-451底部加入由FG-409控制的阻聚空气。 -440、C-450塔为负压操作，真空由J-451A.B.C.D.E形成，由PC-4008、 C PC-4010调节D-441、D-451塔顶压力分别为40mmHgA、12mmHgA。 6.4 中间罐区 为保证装置的正常运行，本装置设置了成品和不合格品等中间罐，其流程如下: 6.4.1 不合格产品罐(T-401) 该罐接受来自反应系统、精制系统、精制系统在开停车及正常运转时各部分排除的不合格物料，罐内设有冷却盘管以保证内部的温度为40?以下。罐内的排气从顶部由风机送入废物焚烧单元。罐内的液体处理时要按其组成决定在装置的位置。另外反应部分开车时应用该罐内液体进行开车。 6.4.2 倒淋罐(D-403) 在装置运行或开停车时的倒淋液全部排入倒淋罐，罐内设有液下泵，该泵液位控制自动启动和停止，将罐内的液体送入T-401或Z-911(废水池)。 6.4.3 日产品罐(T-402A/B) 为了保证产品质量的恒定，在装置运行过程中，首先将生产的产品送入中间日产品罐确认其质量后，由P-402A/B送入成品储罐。 6.5 原料罐区 17 6.5.1 丁醇原料罐(T-940A/T940B) 用于酯化反应原料的丁醇，储于T-940A/T-940B(原料罐)内，由P-940A/B(丁醇加料泵)送入E-416预热后经C-410进入反应器。需配制催化剂和阻聚剂时，将丁醇送入D-404、D-414.精制系统醇蒸馏时将丁醇送D-441。 6.5.2 NaOH原料罐(T-427A/B) 用于本单元碱洗NaOH,由外购送入NaOH原料槽储存，然后用泵P-427A/B送入C-422碱洗塔做原料，另外在各单元及各单元及管线设备进行碱洗等其他用碱也由T-427A/B. 剂原料罐(D6.5.3 催化-405) 酯化反应所使用的催化剂，由外购车送入硫酸罐，然后用计量泵P-405送入反应器。 6.5.4 阻聚剂加料槽(D-414、D-454) 为防止装置运行时发生聚合，预先将阻聚剂ZJ-701、AI-61R和MQ在D-414、D-454阻聚剂槽内分别用BuOH、AEB配制成2%、0.15%、5.3%的溶液，然后由阻聚剂加料泵P-414、 P-454分别送往C-410、C-450塔顶做阻聚剂。 6.5.5 成品罐区(T-905) 日产品罐的合格品将送入成品罐T-905储存，成品罐内设有冷却盘管，以确保其储存温度在35?以下。罐内的排气有风机抽送到废物处理单元。为防止聚合和储罐内物料温度分布均匀，储罐本身设有循环系统，长期进行循环。 6.6 关键设备开车 开车前要进行各反应器、各真空塔的真空实验、水蒸馏和干燥操作，检查所有公用工程、原料是否符合工艺要求，检查设备、仪表、管线是否处于备用状态，配制好阻聚剂和催化剂，确认不合格罐内存有50%以上粗液，如果不合格罐内有水则先进行水分离操作。 6.6.1.1 反应系统开车 (1) 调节反应系统压力到规定值:(300mmHg),R-412A/B:(240mmHgA),C-410塔顶:(160mmHgA). (2) 从不合格罐向反应器加粗液到规定的液位，且建立如下循环。控制LC-4002为78%. 18 T-401 E-411 R-411A R-411B T-401 R-411B E-411 R-411A R411B (3) 向E-411、R-412A、C-410加阻聚剂，向E-411、R-412AB、加阻聚空气。 (4) 向E-411、R-412A.B日、投蒸汽，反应系统升温，控制升温速度为20?/小时，在80 ,90?时升温速度为10?/小时。注意R-412B出口液颜色和粘度的变化。 (5) 反应器升温前，向D-411分离区加50%的BFW,升温后或由于C-430开车使D-411分离区液位上升，则应及时向D-425排液，保持其界面为50%. (6) 反应器升温后，当D-411油区液位达20%时，开始向C-410加回流，控制塔顶温度为64?。 (7) 向反应器内加催化剂，调节R-412B出口浓度为0.98% 。 (8) 反应温度升到时，按70%的负荷和( AEB+BuOH/AA+AEB )=1.2 的比例，向反应器加入丙烯酸和丁醇。 -412B出口的丙烯酸转化率为:98,98.5%,摩尔比为:1.2+0.05。 (9) 测量并调节R (10) 当反应器出口转化率达98%时，停止向不合格罐排料，将反应器生成液送入催化剂萃取塔。 (11) 脱醇塔和萃取塔开车正常后，开始回收醇，同时降低新鲜的醇加料量。 6.6.1.2、 回收系统开车 (1)经D-425向C-421、C-422加水到C-422液位为50%，并向醇回收塔加水到塔釜液位为50%。 (2) 设定醇回收塔塔顶压力为680mmHgA. (3) 向醇回收塔再釜器加蒸汽，控制塔中温度为87?。 (4) D-425 向C-430投料，控制C-430塔顶温度为96?，塔底液位超过50%时，向废水池排液。 (5) 反应液进入C-421后，同步加入萃取水，调节LC-4007向D-425排料，当液位达50%时，向碱洗塔进料。 (6)碱洗塔进料后，按比例加入NaOH和水，控制界面为50%向C-430排料，塔顶受槽液位达50%时，向T-401排液，分析P-426内物料，当丙烯酸<0.05%时，向C-440进料。 6.6.1.3 精制系统开车 19 (1 ) 调节C-440、C450塔顶压力分别为:40mmHgA、12mmHgA (2) C-440、C450塔开车前2小时加阻聚剂和阻聚空气。 (3) 向E-440投蒸汽，控制C-440塔进料温度为78?，塔底温度为:87?。 (4) 当C-440塔底液位达50%时，向不合格罐排液。 (5) D-411液位达20%时，开始回流，控制塔顶温度为50?，50%时向不合格罐排液。 (6) 当C-440塔底液BuOH<0.01%时，向C-450进料。 (7) 当C-450塔底液位达30%时，塔底升温，控制92?，液位为50%时，向不合格罐排料。 (8) D-451液位达20%时，开始回流，控制塔顶温度为45?，50%时向不合格罐排液。 (9) 当D-451内液体各项指标合格后向T-402排液， C-450底液排入重组份罐。 6.6.2、停车要点 停车前使不合格罐和阻聚剂罐液位最低 (1) 降负荷至70%， R-412B液位降至70%. (2) 停止向反应器加丙烯酸、丁醇和催化剂。 (3) 用P-413A/B泵将R-411A/B液体送入R-412A,直到R-411A/B液位达到50%，当R-411B液位降到60%停止向E-411和R-411B加蒸汽，向E-411壳程、R-411B盘管加PW使反应器R-411A、B迅速冷却到40?以下，停R-411A循环和R-411B搅拌器A-411,停加阻聚剂和阻聚空气。 (4) R-412A 、B液位达到60%停止向R-412A上盘管加蒸汽，R-412A.B液位降到50%时停止向C-421进料，开始自身循环，停止向R-412A.B盘管中加蒸汽，向各盘管加IW,使R-412A.B迅速冷却至40?，停止搅拌器A-412、A-413 . (5) 用P-413A泵将R-411A.B、R-412A.B液体全部排入T-401. 6.6.2.2 用P-413A泵将R-411A.B、R-412A.B液体全部排入T-401. (1)反应系统停止向C-421进料后，调节LC-4007减少塔底排料量，增加萃取水投料量使塔顶界面升到塔顶后停萃取水进料，将C-421液体全部排入D-425. (2) C-421界面升到塔顶后调节LC-4008 减少底不出料量，停加NaOH增加PW的投入量，使C-422界面升到塔顶后停加IW,将塔内液体排入C-430. 20 (3) 当D-426液位降到20%停止向C-440进料将其液体排入T-401. (4) C-422、D-425的液体处理完后停止向C-430进料，停止向塔底再沸器加蒸汽。 6.6.2.3 精制系统 (1) 当D-426液位降到20%停止向C-440加料，停止向塔底再沸器加蒸汽，向E-441壳程通PW使塔底液位迅速冷却到40?。 (2) 停进料后将塔顶液全部回入塔内使塔内使塔温降下来。 (3)塔温降下来后停止向塔顶加阻聚剂和阻聚空气。 (4) C-440停进料后停止向C-450进料，将C-440塔底液全部排入T-401. ( 5 ) C-440停止向C-450进料后，停止向塔底再沸器加蒸汽，向E-451壳程通PW使C-450塔底液冷却到40?。 (6) C-450停进料后，将D-451内液体全部回入塔内，使塔体冷却，停止向日产品罐排料。 ) 停止加阻聚剂和阻聚空气。 (7 (8) 将C-450塔底液全部排入T-401停止向R-460进料。 (9) 用LN使系统恢复常压停真空系统。 6.6.2.4 停车后处理 装置停车后，进行精制系统的醇蒸馏和反应系统、精制系统的水蒸馏和水洗，然后干燥操作 6.7、正常操作注意事项 6.7.1、反应系统 丙烯酸的转化率是极为重要的参数，它关系到产品的收率和原料的消耗，是衡量反应过程的重要依据，最佳的控制值为:98,98.5%。影响丙烯酸转化率的因素有下面几方面: (1)醇酸摩尔比 丙烯酸和丁醇的酯化反应是典型的可逆反应，为使反应向正方向进行，采用丁醇过量，以提高反应速度。同时丁醇又起到共沸剂的作用， 使反应剂的水和丁醇共沸迅速从反应器中除去，以减少生成物的浓度。所以说摩尔比极为重要，必须严格控制。最佳的控制值为:AEB+BuOH/AA+AEB=1.2+0.05。 (2) 反应压力 21 对液-液均想反应来说，反应压力影响不大，但本工艺不同，反应过程中生成的水和丁酯不断共沸被蒸出，以促使反应平衡向正方向进行。压力是保证反应液的组成和提高转化率的重要因素之一。必须严格控制，最佳值为:R-411A、B 300mmHgA、R-412A、B 240mmHgA。 (3) 反应温度 反应温度是保证反应速度、脱水和引起聚合的重要条件，是保证丙烯酸转化率、产品收率的前提条件，其最佳值为:90,94?。反应转化率的改变可由反应温度来调节，温度的改变限于 1?，反应温度每改变1?，转化率约改变0.1% 。 (4)催化剂的浓度 催化剂是加快反应速度降低反应温度的媒介，浓度的高低直接影响反应的转化率，最佳控制值R-412B出口的浓度为0.1%。 丙烯酸的转化率可由改变催化剂的投料量来调节，催化剂的投料量提高5KG/H，转化率约提高1%. (5)停留时间 反应的停留时间是实现丙烯酸高转化率的重要条件，一定要保证，最佳的停留时间为14.8小时。 反应的转化率可通过停留时间来调节，但改变停留时间一次不能超过0.2小时。 由于酯化反应的停留时间很长，各条件之间的关系较为密切，所以在正常操作过程中，不得随意或频繁更改反应条件。 6.7.2、回收系统 (1)C-421萃取比 C-421的萃取比要保持恒定，不能随意更改。因为它影响C-421塔底组成，过大会使催化剂浓度降低，消耗增加，影响C-410、R-411的温度和压力。过小萃取效果不好，酯相中的催化剂浓度增加，不仅增加催化剂的消耗，也会引起NaOH的消耗增大。 (2)C-422萃取比 萃取比是影响萃取操作的重要因素，如果萃取比过高，C-422塔顶的水含量增加，从而导致C-4440塔底温度、压力波动，也会增加C-440聚合机会。如果萃 22 取比低，C-422酯相中盐含量增加，并被带到精致系统结晶析出而堵塞仪表和管线。所以萃取比要恒定，不宜随意更改。 (3)C-422塔顶水相中的PH值 要严格控制C-422塔顶水相中的PH值在9.5,12之间，如果低于9.5会导致中和效果不好，萃余相含酸量过高，而精制系统没有除酸能力，会导致产品不合格。如果高于12，NaOH的消耗量增加。PH值可由NaOH来调节。 (4)在C-430的操作中，要将塔底的BuOH、AEB控制在AEB<0.01%、BuOH<0.01%，以确保产品收率和原材料消耗。另外还要保证塔顶操作温度和操作负荷的稳定，否则会影响C-410进料温度，导致C-410波动。 6.7.3、精制系统 (1)尽可能保持E-411、E-451在最大循环量的状态下工作，并经常观察再沸器出入口温差，以便了解再沸器的聚合和结垢情况。 440塔顶和塔底进料温度的稳定，以防聚合。确保塔底液 (2)要保证C- BuOH<0.01、H2O<0.05%,塔顶温度由回流量来控制，进料温度和塔底温度由E-440、E-441的蒸汽量控制。 (3)要经常注意塔的温度分布情况和塔顶塔底压差，以便了解塔内的聚合情况和发生的部位，如果某点的温差和压差有上升的趋势，应相应调整阻聚剂的加料量。 (4)要保证精馏塔物平和料平，当低负荷运转时要加大回流比。 6.7.4 防聚 要保证各阻聚剂的浓度准确和各部位加料量准确稳定，对塔、反应器和气相出料管线的保温伴热要保证满足工艺要求，一般要比内部温度高5,10?。对泵入口过滤器要经常检查清理。 6.7.5 中间、成品、原料罐区 要保证各中间、成品、原料罐区的温度在要求的范围之内，各罐的温度由内部的冷却盘管来控制，对成品、中间罐要定期或长期保持自身循环，以防止聚合。另外对长期储存物料的罐，不能使液面降到冷却盘罐以下。 7.工艺控制条件一览表 23 序设 备 名 称 控制条件名称 单位 控制 计 量 备注 号 范围 仪 表 1 第一反应器 AA流量 kg/h 2500-4500 FC-4001 2 (R-411A.B) 新鲜催化剂流量 kg/h 18-100 FI-4038 3 R-411B蒸汽流量 kg/h 100-350 FC-4007 4 阻聚剂空气流量 m3/h 1-5 FG-404 5 反应压力 mmHg 260-330 PC-4001 300mmH6 反应温度 ? 70-95 TC-4003 gA 7 反应温度 ? 80-96 TC-4004 8 反应器液位 , 70-90 LI-4001 9 R-411第一再蒸汽流量 kg/h 600-1500 FC-4002 10 沸器(E-411) 物料出口温度 ? 92-100 TI-4001 11 阻聚空气流量 m3/h 1-5 FG-401 12 脱水塔丁醇进料流量 kg/h 680-1800 FC-4004 13 (C-410) 回收醇流量 " 100-1250 FC-4026 14 阻聚剂流量 " 20-80 FI-4047 15 回流流量 " 1000-4000 FC-4010 16 回收催化剂流量 " 0-600 FC-4019 17 脱水塔塔顶温度 ? 56-67 TI-4009 18 (C-410) 塔底出料温度 " 78-82 TI-4007 19 第八块塔板温度 " 65-75 TI-4008 20 塔顶压力 mmHg 150-195 PC-4002 160mmHg A 21 第二反应器 R-412A蒸汽流量 kg/h 80-400 FC-4008 22 (R-412A.B) R-412B蒸汽流量 " 30-140 FC-4009 23 第二反应器 R-412压力 mmHg 200-300 PI-4012 240mmH24 (R-412A.B) 反应温度 ? 85-97 TC-4005 gA 24 25 反应温度 " 88-97 TC-4006 26 反应器液位 , 70-90 LC-4002 27 C-410塔顶冷CTW回水温度 ? 25-40 TI-4033 凝器(E-412) 冷凝液温度 28 C-410塔顶受酯相区液位 , 25-75 LC-4003 29 槽 (D-411) 分层区界面 , 20-80 LC-4004 30 C-410放空冷CWA回水温度 ? 20-39 TI-4034 凝器(E-413) 31 R-412B出料泵泵入口过滤器MPa 0-0.05 PDI-4013 (P-413A/B) 出入口压差 32 萃取塔(C-421) 进料流量 kg/h 1000-5000 FC-4015 33 萃取剂加料量 " 100-550 FC-4018 34 塔顶界面 , 10-90 LC-4007 35 塔顶压力 MPa 0.07-0.15 PI-4005 36 塔底温度 ? 25-42 TI-4029 37 塔顶温度 " 25-40 TI-4030 38 R-412后冷却器物料入口温度 ? 55-65 TI-4028 39 (415) CTW回水温度 " 35-40 TI-4035 40 物料出口温度 " 20-50 TG-407 41 洗涤塔(C-422) 萃取剂进料流kg/h 20-200 FC-4021 42 量 " 40-160 FC-4017 43 NaOH流量 " 250-500 FC-4041 44 塔底循环量 ? 28-42 TI-4032 45 塔顶温度 ? 28-42 TI-4031 46 塔底温度 MPa 0.048-0.07 PI-4006 47 塔顶压力 , 10-900 LC-4008 48 塔顶界面 PH 9.5-12 AI-4001 25 49 塔顶水层PH值 " 0.46-0.80 PI-4004 NaOH压力 50 C-440加料槽 下层界面 , 10-80 LC-4009 51 (D-426) 液位 " 10-80 LC-4025 52 醇回收塔进料流量 kg/h 0-1600 FC-4005 53 (C-430) 塔顶出料量 m3/h 0-200 FI-4013 54 塔底出料量 kg/h 200-2000 FC-4012 55 塔顶压力 mmHg 670-720 PC-4003 56 塔底压力 " 720-745 PI-4015 745mmH57 塔顶温度 ? 88-97 TI-4013 gA 58 塔底温度 " 90-105 TI-4010 59 第五块塔板温" 95-100 TI-4011 60 度 , 20-80 LC-4006 塔底液位 61 C-430再沸器 蒸汽流量 kg/h 104-500 FC-4014 (E-431) 62 水缓冲罐来自D-411物料kg/h 150-800 FI-4040 (D-425) 流量液位 , 20-80 LC-4005 63 醇汽堤塔 进料量 kg/h 1000-6000 FC-4022 64 (C-440) 回流量 " 600-1500 FC-4025 65 C-450塔循环液" 0-30 FC-4029 流量 66 塔顶温度 ? 38-50 TI-4018 67 塔底温度 " 84-95 TC-4014 68 三板温度 " 85-86 TC-4015 69 第九板和3板温" 2-10 TDC-4017 差 26 70 塔顶压力 mmHg 30-45 PC-4008 71 塔底压力 mmHg 105-120 PI-4007 72 塔底液位 , 10-80 LC-4011 73 C-440进料加热物料出口温度 ? 70-80 TC-4052 器(E-440) 74 C-440再沸器 蒸汽量 kg/h 100-600 FC-4024 75 (E-441) 物料出口温度 ? 86-89 TG-4019 76 C-440塔顶受槽 上层液面 , 20-80 LC-4012 77 (D-441) 下层界面 , 0-80 LC-4019 78 精制塔(C-450) 进料量 kg/h 800-4000 FC-4023 79 回流量 " 1000-3000 FC-4031 80 阻聚剂加料量 " 2-4 FI-4039 81 塔顶温度 ? 42-48 TI-4023 82 塔底温度 " 90-105 TC-4020 #83 " 58-61 TI-4021 3板间温度 84 mmHg 10-15 PC-4010 塔顶压力 85 mmHg 38-75 PI-4009 (D-451) 塔底压力 86 , 40-80 LC-4013 塔底液位 87 C-450再沸器 物料出口温度 ? 88-105 TC-4020 (E-451) 88 催化剂槽 液位 Kg 0-2190 LY-4016 (D-405) 89 阻聚剂槽 液位 Kg 0-3600 LY-4021 (D-414) 90 阻聚剂槽 液位 Kg 0-470 LY-4018 (D-454) 91 催化剂计量槽 液位 Kg 0-4654 LY-001 27 (D-404) 92 捕集罐D-403 液位 , 20-80 LK-4017 8.不正常现象的原因和处理方法 序不正常现象 原 因 处 理 方 法 号 1 AA转化率 (1)反应温度 (1)提高反应温度，1?，转化率约提高 低于98, (2)催化剂量不足 0.1-0.2% (3)摩尔比不合适 (2)提高催化剂加料量 (4)停留时间短 (3)调节摩尔比到正常(调节BuOH加料量) (4)延长反应停留时间 2 反应液粘度大(1)反应液聚合 (1)提高阻聚剂加料量 色深 (2)AA转化率高 (2)降低反应温度 (3)减少H2SO4的投料量 (4)缩短停留时间 3 C-410塔顶温(1)回流波动 (1)稳定回流 度波动 (2)塔顶压力波动 (2)稳定塔顶压力 (3)进料温度波动 (3)调C-430操作使进料温度稳定 (4)反应温度波动 (4)稳定反应温度 (50)仪表失灵 (5)请仪表工修表 4 C-410塔顶压(1)CTW、CWA温度、(1)稳定CTW、CWA的温度、流量 力波动 流量波动 (2)C-410、E-412、(2)不严重时，调节阻聚加料量，严重时停 E-413出现聚合 车处理 (3)系统泄漏 (3)检查漏点作相应处理 (4)塔温波动 (4)稳定塔温 (5)阻聚空气流量(5)调节阻聚空气量使之稳定在正常值 28 波动 (6)真空系统出现(6)检查真空系统调节真空度到正常 故障 (7)压力调节仪表(7)请仪表工修表 失灵 5 反应器温度波(1)蒸汽量波动 (1)调节各蒸汽流量到正常值 动 (2)反应压力波动 (2)调节压力使之稳定到正常值 (3)蒸汽总压波动 (3)调节蒸汽总压到正常值 (4)测温仪表失灵 (4)请仪表工修表 6 D-411界面波(1)界面调节失灵 (1)请仪表工修表 动 (2)出料量波动 (2)调节出料量 7 R-412B液面上(1)P-413A/B不上 (1)清理P-413A/B入口过滤器 升 (2)出料调节阀失(2)打开调节阀旁路请仪表工修表 灵 (3)进料调节阀失(3)请仪表工修表，打开调节阀付线控制流 灵 量 8 R-411A液位上(1)R-411A溢流管(1)用仪表空气吹管 升 不畅 R-412液位下 降 9 C-421塔底温(1)萃取比不合适 (1)调节萃取比 度低 (2)萃取温度异常 (2)调节萃取温度 10 C-421塔顶界(1)界面计失灵 (1)请仪表工修表 面波动 (2)塔底出料波动 (2)稳定塔底出料量 (3)进料量波动 (3)稳定进料量 11 C-422塔顶出(1)塔顶界面异常 (1)调节界面到正常值 料含水高 (2)萃取比不合适 (2)调节萃取比 (3)萃取温度异常 (3)调节操作温度 29 12 C-422塔顶 (1)中和不好NaOH(1)调节NaOH加料量 含AA高 量少 (2)反应转化率底 (2)调节反应转化率 13 C-421、 (1)反应AA转化率(1)调节AA转化率到正常值 C-422 高 塔浮油物多 (2)反应发生聚合 (2)调节反应器阻聚剂加料量 14 C-440塔顶压(1)回流量波动 (1)调节回流量 力波动 (2)CTW、CWA温度、 (2)调节CTW、CWA流量 流量波动 (3)E-422、E-423 内聚合 (3)不严重时调节阻聚剂加料量,严重时停 车处理 (4)真空系统出现 故障 (4)检查真空系统作相应处理 (5)系统泄漏 (6)阻聚空气流量(5)检查漏点作相应处理 波动 (6)调节阻聚空气量到正常值 (7)压力调节仪表 失灵 (7)请仪表工修表 (8)塔顶温度波动 (8)调节塔顶温度到正常值 15 C-440塔顶温(1)塔压波动 (1)调节塔压使之稳定 度波动 (2)塔板出现聚合 (2)不严重时调节阻聚加料量,严重时停车 处理 (3)回流波动 (3)稳定回流 (4)进料温度波动 (4)调节E-440操作 (5)进料组成波动 (5)调节C-422操作 (6)塔底温度波动 (6)调节E-441蒸汽量 30 (7)仪表失灵 (7)请仪表工修表 (8)回流含水高 (8)降低D-441分层界面 16 C-440塔底温(1)塔内出现聚合 (1)不严重时增加阻聚剂流量,严重时停车度波动 处理 (2)塔釜液重组份(2)加大塔底出料量 浓度高 (3)E-411蒸汽量(3)稳定E-441蒸汽量 波动 (4)回流量波动 (4)稳定回流 9.生产控制分析一览表 序样品名称 取样点(位号) 控制项目 控制指标 控制频次 分析方法 号 丁醇(BuOH)/丙烯 R—411A酯化反P—410 酸(AA)摩尔比 1(2,1.5 色谱法 1 1次/4小时 应器 A/B出口 丙烯酸(AA)转化77,89 率 丁醇(BuOH)/丙烯色谱法 R—412B酯化反P—413 酸(AA)摩尔比 2 1.10,1.25 1次/4小时 应器 A/B出口 丙烯酸(AA)转化96,98.7 率 P—426 色谱法 3 粗丁酯 丙烯酸(AA) % 0,0.05 1次/4小时 A/B出口 丙烯酸丁酯色谱法 0.29,1.97 4 废水 C—430 (AEB) % 不定期 0,1.80 丁醇(BuOH) % P—440 水 % 0,0.052 色谱法 5 C—440塔底液 1次/4小时 A/B出口 丁醇(BuOH) % 0,0.050 P—441 6 C—440塔顶液 水 % 0,15 1次/4小时 色谱法 A/B出口 水 % 按产品分析 费休滴定 丙烯酸丁酯标准色谱法 7 成品 P—451 (AEB) % (GB/T17529.4—1次/4小时 滴定法 游离酸 % 1998)执行(但阻分光光度 阻聚剂 % 聚剂含量为30,目视比色 31 色度APHA 70) 10. 原材料、动力及燃料消耗定额 单 设 定 定 额 备 序 名 称 规 格 位 号 最佳值 保证值 实 际 定 额 注 1 丙烯酸 100% t/t 0.606 0.65 2 丁醇 100% t/t 0.59 0.621 3 对苯二酚 单甲醚 4 蒸汽 T/T 1.17 1.74 5 循环水 t/t 140 154 6 低温水 t/t 7.2 7 工业水 t/t 0.26 8 电 kwh/ 17 9 仪表空气 t 28 3m/t 11. 三废及处理 序 名 排出地点 成 分 排 出 值 处 号 称 单位(时间) 吨产品 理 方 法 1 废C-430塔底 水 92.78% 470.9kg/h 251kg/t 水 丙烯酸钠 5.28% 26.8 kg/h 14.3kg/t 氢氧化钠 0.82% 4.2 kg/h 2.3kg/t 2 废 D-425 水 3.14 wt% 0.3 kg/h 0.16 丙烯酸丁酯 4.92 wt% kg/t 气 空气 91.16 wt% 0.4kg/h PD-415 丙烯酸丁酯 1.49 wt% 0.21kg/t 水 1.49 wt% 7.2kg/h 丁醇 0.75 wt% 3.84kg/t 空气 96.2 wt% 0.3kg/h 0.16kg/t 0.3kg/h 0.16kg/t 32 0.1kg/h 0.05kg/t 16.7kg/h 0.91kg/t 12.安全生产基本原则 12.1 各工序或各室爆炸、火灾和卫生等级 序号 区域分类 爆炸危险场所等火灾危险场所类卫生特征分类 级 别 1 丁酯岗位 2区 甲 II 2 中间灌区 1区 甲 II 3 成品灌区 1区 甲 II 4 中间泵房 1区 甲 II 5 成品泵房 1区 甲 II 6 包装岗位 1区 甲 II 12.2原料、半成品及成品的最高允许浓度 序号 名称 在车间空气中的最高允许爆炸极限%(v) 3浓度mg/m 1 对苯二酚单甲醚 5ppm(以苯酸计) 32 对苯二酚 2mg/cm 3 丙烯酸 5.5-20.5 4 丙烯酸丁酯 1.1-10 55PPM 5 丁醇 1.4-11.2 200PPM 6 苛性钠 0.5 7 N-戊抱氨荒酸铜 12.3、原材料、半成品及成品的毒性 序号 名称 毒性 33 1 丙烯酸丁 本品可经呼吸道、消化到及皮肤进入体内，对眼睛、皮 酯 肤、呼吸道粘膜有腐蚀作用，长期大量吸入后会产生皮炎。 人吸入后，有咽喉痛、咳嗽、呼吸困难、腹痛、呕吐、皮肤 及眼睛冲血，疼痛;视力模糊，皮肤烧伤。 2 丁醇 本品可被呼吸道和消化道吸收，同时刺激眼睛和皮肤，影响 神经系统，溶去皮脂。人吸入后，有咽喉痛、咳嗽、呼吸困 难、精神迟钝。食入丁醇后有腹痛、呕吐、腹泻、刺激眼睛 及皮肤充血、疼痛、视力模糊。 3 对苯二酚长期接触会感到不，舒服或发冷。直接接触对皮肤有不良影 单甲醚 响。 4 对苯二酚 有毒和刺激性，是致癌物。 5 苛性钠 对眼睛、呼吸道粘膜和皮肤有很强的腐蚀作用，人吸入后会 产生肺水肿。有咽喉痛、咳嗽、呼吸困难、腹痛、呕吐、腹 泻、眼结膜充血、疼痛，接触后皮肤红肿、灼伤。 6 N-戊氨黄长期接触会感到不舒服或发冷，不要和皮肤直接接触 酸铜 7 丙烯酸 若皮肤上接触到丙烯酸，则立即产生水泡和脱皮，长时间接 触吧丙烯酸蒸汽则会刺激眼睛，吸入时由于刺激呼吸道粘膜 而感到疼痛。 12.4 生产技术中的安全技术 1.停车检修时必须经过清洗后用空气置换系统使之合格。 2.开车前和停车后要对装置进行水蒸馏和干燥，使系统内的有机物含量合格。 3.装置在运行期间，必须保持严密，避免易燃易爆、有腐蚀性的介质外泄，如丁酯、丁醇、丙烯酸等外泄时，要用大量的水清洗。 4.生产运行中不和用能产生火花的工具敲打设备或旋动螺丝。 5.在处理漏点等接触物料操作时，必须戴安全帽、浸塑防护手套及眼镜，必要时应戴防毒面具。注意防止物料溅到眼睛和皮肤上，一旦溅至眼睛和皮肤上，应立即用水冲洗，然后请医生做相应处理。 34 6.冬季要做好防冻保温工作，一旦出现设备管线冻结现象，应视冻结物料采取措施，对AA、AEB冻结使不能用蒸汽只能用热水，但不管是什么物料都不能用明火。 12.5设备检修安全规定 12.5.1 检修人员必须穿戴好应有的防护用具(如防毒面具、手套、眼镜、胶靴等) 12.5.2 进入地坑、阴井及通风不良的地方，要先仔细检查是否有危险，并要取样分析含氧量?18%、有毒气体合格后方可进行工作。 12.5.3 检修时，车间必须把安全注意事项向有关人员交代清楚。如系本车间的检修工，应取得机械师签字的检修任务单，任务单中要注明修理时应遵守的安全防火注意事项。如为外单位的检修人员，也应由本车间进行 安全检修教育后才可进入装置。 12.5.4 需要进入储槽、塔、反应器、地坑等内部进入检修时，必须预先办理进罐证并做好如下准备工作。 12.5.4.1 易燃、易爆及有毒气体含量分析合格。 12.5.4.2 氧含量在18%以上。 12.5.4.3 牢固的升降设备和符合要求的照明设备。 12.5.4.4 穿戴好必要的劳保用品。 12.5.4.5 配备实用的灭火器材和强壮的监护人。 12.5.4.6 进入设备检修人员必须身体健康，在设备外部挂一块明显的警告牌，监护者不得擅自离开。 12.5.4.7 与设备相连的氮气，物料管线进出口应断开或堵盲板，有搅拌器的设备必须切断电源，并挂上“有人检修严禁和闸”的牌子。 12.5.5 使用起重工具和绳索之前要仔细检查是否牢固可靠，严禁超限使用。 12.5.6 设备及零件起吊后，严禁吊挂在空中，严禁在起重物上面或下面站人。 12.5.7 待检修的设备与生产系统有联系的管线阀门应关死。堵上盲坂，必要时需拆下一段管线。 12.5.8 登高2米以上作业时必须系安全带。登高应使用防滑梯或由另一个人扶着，绝对不得使用损坏的梯子，一架梯子只能上一人。 12.5.9 在非固定动火区动火检修时必须按规定程序办动火证。 35 12.6 操作人员注意事项 12.6.1 操作人员不得擅离职守，亦不得转让或委托他人代替自己操作，进入或离开装置必须首先向班长。 12.6.2 未经车间批准，非岗位人员不得进行操作，调动工作，调动工作岗位需经车间同意并经安全技术考试合格。 12.6.3 不得乱动非本岗位管辖的电气设备。 12.6.4 每个操作工必须知道。 12.6.4.1 主要物料管线上的主要截止阀的位置。 12.6.4.2 疏散通道的位置。 12.6.4.3 最近灭火器的位置 12.6.4.4 最近对讲电话位置。 12.6.5 会使用防毒面具和灭火器。 12.6.6 工作前必须穿戴好劳动保护用品。 12.7 消防要点 12.7.1 动火前必须办动火证，并有专人监护方可动火。 12.7.2 开车期间，装置内不得有明火。 12.7.3 人人会使用各种消防用具。 12.7.4 不得随意改变消防器材的存放位置，有专人负责定期检查，保持灵活好用。 12.7.5 电器设备着火时可用二氧化碳灭火器或1211灭火器灭火。 12.7.6 发生火灾时应立即停止通风，必要时紧急停车。 12.7.7 丁醇、丁酯着火时不能用水灭火，可用二氧化碳、干粉、泡沫灭火。 12.7.8 灭火时要带好防毒面具。 12.7.9 发生火灾时及时报告值班长、消防队和厂生产调度室。 13. 有关信号安全装置的说明 13.1、模似盘按钮，信号灯的说明 13.1.1 紧急停车的DCS操作 调出紧急停车操作画面，用手触摸画面TOUCH显示出数据输入区后，输入停密码“3”，然后按确认键，装置自动停车。 36 13.1.2 报警调出键:按此键即可查出报警点。 13.1.3 报警确认键:按〖V〗键对报警，误操作的确认，按〖 〗键蜂鸣停止。 13.1.4 安全装置说明 报警:下表所列各参数高于或低于报警值时，蜂鸣器将发出报警信号，在DCS画面上的报警点发生颜色变化，这时操作人员应首先解除蜂鸣器报警信号，然后查出报警点，采取相应的处理措施，恢复该参数至正常值。 序测 量 参 数 名 称 单 位 仪表位高 低 高限 低限 备注 号 号 1 R-411A.B压力 MPaA PA-4001 H 0.0487 2 C-430塔顶压力 MPaA PA-4003 H 0.1 3 D-411压力 MPaA PA-4002 H 0.029 4 NaOH进料压力 MPa PA-4004 L 0.322 MPa 5 C-421塔顶压力 PA-4005 H 0.096 MPa 6 C-422塔顶压力 PA-4006 H 0.072 7 C-440塔底压力 MPaA PA-4007 H 0.0171 8 D-441压力 MPaA PA-4008 H 0.0065 MPaA 9 C-450塔底压力 PA-4009 H 0.0065 MPaA 10 C-450压力 PA-4010 H 0.002 MPaA 11 R-412A.B压力 PA-4012 H 0.038 MPaA 12 C-430底部压力 PA-4015 H 0.1 13 去E-411AA流量 kg/h FA-4001 H L 1188 756 14 E-411蒸汽流量 kg/h FA-4002 H L 1131 609 15 丁醇进料流量 kg/h FA-4003 H L 2.37 0.98 16 丁醇进料流量 kg/h FA-4004 H L 981 803 17 C-430进料量 kg/h FA-4005 H L 880 474 18 C-421底部去D-425 kg/h FA-4006 H L 19 R-411B盘管蒸汽流量 kg/h FA-4007 H L 436 235 37 20 R-412A盘管蒸汽流量 kg/h FA-4008 H L 426 249 21 R-412B盘管蒸汽流量 kg/h FA-4009 H L 85 46 22 C-410回流流量 kg/h FA-4010 H L 3351 1805 23 C-430塔底出料流量 kg/h FA-4012 H L 748 403 24 C-430塔顶蒸汽出料量 kg/h FA-4013 H L 133 71 25 E-431蒸汽流量 kg/h FA-4014 H L 135 73 26 C-412B出料量 kg/h FA-4015 H L 3323 1789 27 C-422NaOH进料量 kg/h FA-4017 H L 82 44 28 C-421萃取水进料量 kg/h FA-4018 H L 499 269 29 C-421塔底去C-410流kg/h FA-4019 H L 428 230 量 30 C-422底部出料 kg/h FA-4020 H L 196 106 31 C-422工业水进料 kg/h FA-4021 H L 55 29 32 C-422塔顶出料 kg/h FA-402H L 3311 1783 2 33 C-440塔底出料 kg/h FA-4023 H L 2646 1425 34 C-441蒸汽流量 kg/h FA-4024 H L 520 280 35 C-440回流量 kg/h FA-4025 H L 1417 763 36 C-440塔顶出料 kg/h FA-4026 H L 572 308 37 C-450塔底出料 kg/h FA-4027 H L 200 50 38 C-422塔去D-425 kg/h FA-4028 H L 31 17 39 C-450塔底去C-440循kg/h FA-4029 H L 25 13 环 40 C-451蒸汽量 kg/h FA-4030 H L 910 490 41 C-450回流 kg/h FA-4031 H L 3661 1971 42 C-450塔顶出料 kg/h FA-4032 H L 2440 1314 43 来自D-405催化剂 kg/h FA-4038 H L 23 13 38 44 D-411底部去D-425流kg/h FA-4040 H L 447 241 量 45 C-422底部循环 kg/h FA-4041 H L 293 211 46 T-401去装置流量 kg/h FA-4045 A/B 47 去C-422等的NaOH流量 kg/h FA-4046 H L 2400 600 348 去T-905AEB成品流量FA-4049 H L 30 m/h 累积 49 AA进料量累积 m3/h FA-4050 H L 50 R-411B液位 , LA-4001 H L 80 20 51 R-412B液位 , LA-4002 H L 80 20 52 D-411液位 , LA-4003 H L 80 20 53 D-411界面 , LA-4004 H L 80 20 54 D-425液面 , LA-4005 H L 80 20 55 C-430液面 , LA-4006 H L 80 20 56 C-421界面 , LA-4007 H L 80 20 57 C-422液位 , LA-4008 H L 80 20 58 D-426液面 , LA-4009 H L 80 20 59 C-440液位 , LA-4011 H L 80 20 60 D-441液位 , LA-4012 H L 80 20 61 C-450液位 , LA-4013 H L 80 20 62 D-451液位 , LA-4014 H L 80 20 63 D-404液位 , LA-4016 H L 80 20 64 D-454液位 , LA-4018 H L 80 20 65 D-441分层区界面 , LA-4019 H L 80 20 66 T-405液位 , LA-4020 67 D-414液位 , LA-4021 H L 80 20 68 D-426分层区界面 , LA-4025 H L 80 20 39 69 T-427液位 , LA-4046 H L 80 20 70 T-401液位 , LA-4047 H L 80 20 71 T-402A液位 , LA-4048 H L 80 20 72 T-402B液位 , LA-4049 H L 80 20 73 D-403液位 , LA-4017 H L 80 20 74 R-411A.AA进料温度 ? TA-4001 H L 103 93 75 R-411A温度 ? TA-4003 H L 103 93 76 R-411B温度 ? TA-4004 H L 103 93 77 R-412A温度 ? TA-4005 H L 103 93 78 R-412B温度 ? TA-4006 H L 103 93 79 C-410 底部温度 ? TA-4007 H L 85 75 #80 ? TA-4008 H L 65 55 C-410 8板温度 81 C-410顶部温度 ? TA-4009 H L 105 95 82 C-430 底部温度 ? TA-4010 H L 105 95 #83 ? TA-4011 H L 100 90 C-430 5板温度 84 C-430塔顶温度 ? TA-4013 H L 90 80 85 C-440 底部温度 ? TA-4014 H L 92 82 86 C-440 2#板温度 ? TA-4015 H L 10 2 87 C-440 9#板温度 ? TA-4016 88 C-440 2#与93温差 ? TA-4017 H L 55 45 89 C-440顶部温度 ? TA-4018 90 C-440底部循环温度 ? TA-4019 H L 92 82 91 C-450塔釜温度 ? TA-4020 H L 105 86 #92 ? TA-4021 H L 101 91 C-450 2板温度 93 C-450塔顶温度 ? TA-4023 H L 50 40 94 E-442出口CTW温度 ? TA-4024 95 E-443CWA出口温度 ? TA-4025 40 96 E-452出口CTW温度 ? TA-4026 97 E-453CWA出口温度 ? TA-4027 98 E-414出口温度 ? TA-4028 99 C-421塔顶温度 ? TA-4030 H L 40 20 100 C-422塔顶温度 ? TA-4032 H L 40 20 101 E-412出口CTW温度 ? TA-4033 H L 44 34 102 E-413CWA出口温度 ? TA-4034 H L 11 5 103 E-415CTW出口温度 ? TA-4035 H L 40 30 104 T-402B温度 ? TA-4037 H L 37 5 105 T-401温度 ? TA-4095 H L 45 5 106 E-440出口粗AEB温度 ? TA-4052 H L 90 50 107 C-421/C-422物料酸度 PH AI-4001 H L 12 9.5 14..应遵守的主要技术规程和制度 凡本车间生产人员及进入车间维修、检修人员，必须严格遵守的下列技术规程和制度 14.1 丙烯酸酯车间安全技术规程 14.2 丙烯酸酯车间分析检验规程 14.3 丙烯酸酯车间生产工艺规程，岗位操作法。 14.4 机械设备、使用、检修规程，电器设备、使用、检修规程。 14.5 岗位责任制度、岗位交接班制度，回检查制度，生产组经合算制度，岗位制度，质量负责制度 15.设备一览表 序号 位 号 名 称 型式 规 格 材 质 充水重数备 量(kg) 量 注 φ4200×00Cr17Ni14Mo1 R-411A.B 第一酯化卧式 1 168400 10734/136.8m?2/Q235-B 反应器 φ4200×00Cr17Ni14Mo2 R-412A.B 第二酯化卧式 1 173740 10618/136.8m?2/Q235-B 41 反应器 φ2000×00Cr17Ni14Mo53055 3 C-410 脱水塔 板式塔 1 13132/37.4m?2/Q235-B 4 C—421 萃取塔 板式塔 1 φ2200×00Cr17Ni14Mo48975 20880/35.5m?2/Q235-B φ2200×00Cr17Ni14Mo25 C-422 洗涤塔 板式塔 1 48975 20880/35.5m?/Q235-B φ800×14094/5.3m00Cr17Ni14Mo29880 6 C-430 醇回收塔 板式塔 1 ?/Q235-B φ1800×0Cr18Ni9/Q235718157 C-440 脱醇塔 板式塔 1 27585/52.3m?-B φ4000×0Cr18Ni9/Q235166120 8 C-450 精制塔 板式塔 1 21790/123.8m?-B φ2000×2700/7m?S3160335805 9 D—403 捕集器 立式 1 φ2800×00Cr17Ni14Mo224950 10 D—404 催化剂槽 立式 1 6123/19.7m?/Q235-B φ1900×0Cr18Ni9/Q23511 D-411 C—410 卧式 1 23700 6750/18.6m?-B 回收槽 φ2800×0Cr18Ni9/Q2352495012 D—414 阻聚剂罐 立式 1 6123/19.7m?-B φ1600×2778/5.2m0Cr18Ni9/Q2356275 13 D—425 水缓冲罐 立式 1 ?-B 14 D—426 C—440 卧式 φ2200×0Cr18Ni9/Q2351 28625 7000/24.3m?-B 加料罐 15 D—441 C—450 立式 φ1600×0Cr18Ni9/Q2351 10850 4440/7.63m?-B 回收罐 16 D—451 C—450 卧式 φ1800×0Cr18Ni9/Q2351 14410 5225/11.4m?-B 回收罐 42 φ1700×3800/7.2m0Cr18Ni9/Q2358745 17 D-454 阻聚剂罐 立式 1 ?-B φ5500×7520/166m0Cr18Ni9/Q23518 T-402A/B 产品日储立式 2 181398 ?-B 罐 00Cr17Ni14Mo219 T-427A/B NaOH储罐 立式 2 φ3600×4636/40m?43850 /Q235-B 20 E-411 R-411-段立式 φ900×00Cr17Ni14Mo29100 在沸器 固定罐1 5989/1134.8?/Q235-B 板式 21 E-412 C-410冷卧式 φ1500×0Cr18Ni9/Q23542580 凝器 固定管1 10024/1134.8?-B 板式 22 E-413 C-410 放卧式固 0Cr18Ni9/Q235φ700×5660/131?5120 空冷凝器 定管板1 -B 式 23 E-414 C-440 螺旋板 1 00Cr17Ni14Mo2φ1300/71? 进料予热式 /Q235-A 器 24 E-416 丁醇予热 卧式 1 0Cr18Ni9/Q23φ600×3745/59?2950 器 固定管5-B 板式 25 E-431 C-430 立式固1 00Cr17Ni14Mo2φ500×2991/37?1465 再沸器 定管板/Q235-B 式 26 E-434 C-430 螺旋板 1 00Cr17Ni14Mo2φ1100/32? 进料加热式 /Q235-A 器 43 27 E-440A/B C-440 卧式固2 φ600×3920/50.500Cr17Ni14Mo2予热器 定管板2935 ?/Q235-B 式 28 E-441 脱醇塔再 立式固1 φ1000×6400/26000Cr17Ni14Mo211430 沸器 定管板?/Q235-B 式 29 E-442 C-440 冷卧式固2 φ1400×8000/7380Cr18Ni9/Q23530020 凝器 定管板?-B 式 30 E-443 C-440 卧式固1 0Cr18Ni9/Q235φ800×5875/160?7305 放空冷凝定管板-B 器 式 31 E-451 C-450 立式 1 φ1000×6730/26000Cr17Ni14Mo211430 再沸器 固定管?/Q235-B 板式 32 E-452 C-450 凝卧式 1 φ1400×10225/9880Cr18Ni9/Q23538220 器 固定管?-B 板式 33 E-453 C-450 卧式 1 0Cr18Ni9/Q235φ600×6950/118?5620 放空冷却固定管-B 器 板式 34 ,E-451A 蒸汽喷射 立式 304 1 JE451A 3000×700 泵第一冷固定管 凝器 板式 35 JE-451B 蒸汽喷射 立式固304 1 JE451B3000×500 泵第二冷定管板 凝器 式 44 36 ,E-451C 蒸汽喷射 同上 304 1 JE451C2200×400 泵第三冷 凝器 F42-516S4BM-0837 P-402A/B 丁酯日产同上 2 Q=55m?/h，H=55m360 10U1S-BV-T 泵 38 P-403 捕集泵 液下离 316 1 Q=15m?/h，H=40m 心泵 39 P-405 催化剂 隔膜柱 2 Q=179L/h，H=180m316SS 泵 塞泵 40 P-410A/B R-411第离心泵 2 Q=1200m?/h，H=11m316L 一循环泵 F42-316H4BM-0541 P-411A/B C-410回屏蔽离2 Q=20m?/h，H=40m185 06T1-BV-T 流泵 心泵 F42-316H4BM-0442 P-412A/B C-410水屏蔽离 2 Q=10m?/h，H=44m180 05T1-BV-T 槽排水泵 心泵 43 P-413A/B R-412出离心式 2 Q=24m?/h，H=60m316L 料泵 44 P-414A/B/阻聚剂加隔膜柱 4 Q=477L/h，H=140m316SS C/D 料泵 塞泵 Q=830m?/h304 45 P-415A/B 真空泵 水环式 2 46 P-421A/B NaOH循环离心式 2 Q=6m?/h，H=40m316L 泵 47 P-425A/B C-430进离心式 2 Q=10m?/h，H=45m316 料泵 48 P-426A/B C-440进离心式 2 Q=20m?/h，H=40m316 料泵 F42-316S4BM-0204Q=8m?/h，H=40m180 49 P-427A/B 碱泵 离心式 2 T1B1S-BV-T F42-316H4BM-04Q=14m?/h，H=50m180 50 P-441A/B C-440回屏蔽泵 2 45 05T1-BV-T 流泵 51 P-440A/B C-440塔离心式 2 Q=15m?/h，H=35m304 釜泵 52 P-450A/B C-450塔离心式 2 Q=8m?/h，H=35m304 釜泵 F42-416H4BM-0653 P-451A/B C-450塔屏蔽离 2 Q=35m?/h，H=40m240 08T1-BV-T 回流泵 心泵 54 P-453A/B C-450塔离心式 2 Q=875.7m?/h，H=11m304 釜循环泵 55 P-454A/B 阻聚剂加 隔膜柱 2 Q=94L/h，H=140m316ss 料泵 塞泵 E453 Q=88kg/hr E443 56 J-451A/B/C-450真蒸汽喷 4 316L Q=60kg/hr C/D 空泵 射泵 16.修改和补充 序号 修改部分的页数 修改部分 修改后全文 修改依据 46 序号 修改部分的页数 修改部分全文 修改后全文 修改依据 47 48 49 《车辆制冷与空调》第二次作业参考答案 《车辆隔热壁》、《制冷方法与制冷剂》、《蒸汽压缩式制冷》 一(简答题 1. 什么是隔热壁的传热系数,它的意义是什么, 答:隔热壁的传热系数指车内外空气温度相差1?时，在一小时内，通过一平方米热壁表面积所传递的热量。可以概括为单位时间、单位面积、单位温差传递的热量。 它可以表示出车体隔热壁允许热量通过的能力，愈大，在同样的传热面积与车内外温差的情况下，通过的热量就愈大，隔热性能就愈差。 2. 热量是如何从隔热壁一侧的空气中传至另一侧空气的, 答:热量从隔热壁一侧的空气中传至另一侧的空气中，其传热过程可以分为: 1)表面吸热——热量从一侧的空气中传至隔热壁的一侧表面; 2)结构透热——热量从隔热壁的一侧表面传至另一侧表面; 3)表面放热——热量从隔热壁另一侧表面传至另一侧的空气中。 3. 如何改善隔热壁的性能, 答:(1)尽可能减少热桥;(2)不同材料必须完全密贴;(3)减少漏泄;(4) 选用隔热性能较好的材料。 4. 蒸汽压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成，各有何作用, 答:在蒸汽压缩制冷循环系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件。 蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。 压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。 冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。 节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。 实际制冷系统中，除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。 5. 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗,蒸发与沸腾有什么区别, 答:是。蒸发是汽化的一种形式，只在液体表面发生，而沸腾是汽化的又一种形式是在液体内部和表面同时发生的。 液体蒸发在任何温度下都能进行,且只在液体表面进行。 液体沸腾是在一定温度下发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时要吸热，但液体温度保持不变。 50 6. 制冷剂在蒸汽压缩制冷循环中，热力状态是如何变化的, 答:制冷剂蒸汽由蒸发器的末端进入压缩机吸气口时，压力越高温度越高，压力越低温度越低。制冷剂蒸汽在压缩机中被压缩成过热蒸汽，压力由蒸发压力P升高到冷凝压力P。为绝热压缩过程。外界的能量对制冷剂做功，使得制冷0k 剂蒸汽的温度再进一步升高，压缩机排出的蒸汽温度高于冷凝温度。 过热蒸汽进入冷凝器后，在压力不变的条件下，先是散发出一部分热量，使制冷剂过热蒸汽冷却成饱和蒸汽。饱和蒸汽在等温条件下，继续放出热量而冷凝产生了饱和液体。 饱和液体制冷剂经过节流元件，由冷凝压力P降至蒸发压力P，温度由tk0k降至t。为绝热膨胀过程。 0 以液体为主的制冷剂，流入蒸发器不断汽化，全部汽化变时，又重新流回到压缩机的吸气口，再次被压缩机吸入、压缩、排出，进入下一次循环。 7. 制冷剂在通过节流元件时压力降低，温度也大幅下降，可以认为节流过程近 似为绝热过程(即与外界没有热量交换)，那么制冷剂降温时的热量传给了 谁,用于干什么, 答:这个过程中热量传给了自身，使部分制冷剂液体汽化成蒸汽。 8. 单级蒸汽压缩式制冷理论循环有哪些假设条件, 答:理论循环假定: 假设进入压缩机的为饱和蒸汽，进入节流阀的为饱和液体; ? ? 假设压缩过程是等熵过程，节流过程是等焓过程; ? 假设蒸发与冷凝过程无传热温差; ? 假设除两大换热器外，系统与外界无热交换; ? 假设制冷剂无流阻损失。 9. 什么叫液体过冷,液体过冷对循环各性能参数有何影响,、 答:过冷液体:当冷凝剂在冷凝器中被冷凝成液体后，如果液体继续向外放热，制冷剂的温度就会低于饱和温度(对应于冷凝压力的冷凝温度)，低于饱和温度的制冷剂液体称为过冷液体。 液体过冷对循环各性能参数的影响: ? 使单位制冷量增大; ? 使单位容积制冷量增大; ? 单位功保持不变; ? 使制冷系数增大。 总之，制冷剂液体的过冷有利于制冷循环，可提高制冷循环经济性。 10. 试写出制冷剂R11、R115、R32和R12、Rl2B1的化学式。 答:R11: CFCL R115: CFCL (注意区分:R1150:CH) 32524 51 R32: CHF R12: CFCl 22 22 Rl2B1:CFCLBr 2 11. 试写出CF3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2的编号。 答: CFCL:R13 3 CH R50 4: CHF:R23 3 CHFCl: R142B 232 HO:R718 2 CO:R744 2 12. 写出与下列制冷剂的符号规定式相对应的化学分子式(要求写出过程) (1)R22 (2)R134 答:(1)R22符号规定式通式为R(m-1)(n+1)x m-1=2 n+1=2 x=2 所以m=1 n=1 x=2 符号规定式通式为:CHFCI mnxy y=2m+2-n-x=2+2-1-2=1 所以R22的符号规定式为CHCIF2 (2)R134符号规定式通式为R(m-1)(n+1)x m-1=1 n+1=3 x=4 所以m=2 n=2 x=4 符号规定式通式为:CHFCImnxy y=2m+2-n-x=4+2-2-4=0 所以R134的符号规定式为CHF224 13. 单级蒸汽压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别, 答:单级蒸汽压缩式制冷实际循环与理论循环的区别: 在实际循环中存在: (1)制冷剂在流动过程中会产生阻力压降; (2)蒸发器出口蒸汽过热 (3)冷凝器出口液体过冷; (4)压缩机压缩空气的过程不等熵。 与理论循环相比，实际循环单位实际压缩功增大，而压缩机实际输气量减小。 14. 什么叫有效过热,什么叫有害过热,有效过热对哪些制冷剂有利，对哪 些制冷剂不利, 答:有效过热:即吸入蒸汽的过热量全部来自冷藏货物间内的吸热。如果吸 52 入蒸汽的过热发生在蒸发器本身的后部，或者发生在安装于被冷却室内的吸气管道上，或者发生在二者皆有的情况下，那么因过热而吸收的热量来自被冷却空间，如吸入蒸汽的过热热全部来自冷藏货物间或客车室内的西热，因而产生了有用的制冷效果。这种过热称之为“有效”过热。 有效过热对R502 R600a R290 R134a等制冷剂有利，而对R22 和Nh3等制冷剂不利。 有害过热:吸入蒸汽的过热全部来自冷藏货物间外。由蒸发器出来的低温制冷剂蒸汽，在通过吸入管道进入压缩机前，从周围环境中(如冷藏货物间之外)吸取热量而过热，制冷剂所增加的吸热量Δq0r并没有对冷却对象产生任何制冷效应，即没有提高制冷装置的有效制冷量，习惯上称这种过热为“无效”过热。在这种吸气过热时，过热度越大，制冷系数和单位容积制冷量降低越多，冷凝器的热负荷也增加越多，故称之为有害过热。蒸发温度越低，有害过热越大。 15. 什么是回热循环,它对制冷循环有何影响, 答:回热循环就是让蒸发器出来的制冷剂蒸汽和高温制冷剂液体在热交换器中进行热交换，使液体过冷，气体过热的循环。 回热循环对制冷循环的影响: (1)可以保证制冷装置的压缩机运转安全; )可以减小节流热损失。 (2 16. 蒸汽有害过热对循环各性能参数有何影响,减小蒸汽有害过热的措施是 什么, 答:蒸汽过热对循环各性能参数的影响: 单位质量制冷量q0不变; 单位理论功增大; 制冷系数减小; 单位容积制冷量减小; 冷凝器的热负荷增加。 减小蒸汽有害过热的措施:吸气管路用隔热材料包扎起来。 17. 什么叫过冷度,什么叫过热度, 答:过冷度:饱和温度与过冷液体的温度之差称为过冷度。 过热度:过热蒸汽的温度与饱和蒸汽的温度之差称为过热度。 18. 蒸汽压缩制冷用制冷剂是如何分类的, 答:按化学结构分有: 无机化合物(如R717等);碳氢化合物(R600a、R290等)。?氟里昂(R22、R134a等);?多元混合溶液(非共沸溶液有R407C等，共沸溶液有R502等);按蒸发温度和冷凝压力分有:?高温低压制冷剂;?中温中压制冷剂;?低温高压制冷剂。按可然性和毒性分，分不可然、可然、易燃、低毒、高毒等组合类别。 53 19. 何为CFC类物质,为何要限制和禁用CFC类物质, 答:CFC类物质就是不含氢的氟里昂。CFC物质对大气忠的臭氧和地球高空的臭氧层有严重的破坏作用，会导致地球表面的紫外线辐射强度增加，破坏人体免疫系统。还会导致大气温度升高，加剧温室效应。因此，减少和禁用CFC类物质的使用和生产，已经成为国际社会环保的紧迫任务。 20. 冷凝温度变化和蒸发温度变化分别对蒸汽压缩式制冷系统有何影响, 答:当蒸温度一定时，随着冷凝温度的升高，则节流损失增大，制冷量减少，而轴功率增大，制冷系数降低;冷凝温度下降，则节流损失减小，制冷量增加，功耗减少，制冷系数提高。 当冷凝温度一定时，随着蒸发温度的下降，压缩机制冷量减少，而轴功率与制冷系数视情况而变。也减少。冷凝温度不变时，制冷机在不同蒸发温度下轴功率是变化的，而且与未变化前的蒸发温度有关。当t由室温逐渐下降时，制冷e 机的轴功率逐渐增大，t下降到一定值时，轴功率会达到最大值。如果蒸发温度e t继续下降，轴功率逐渐减小。 e 二. 画图及说明 ,(画出制冷系统的基本原理图及单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环压焓图和T-S，并说明其循环过程。 答:制冷系统的基本原理图间图1。 压缩机的可逆绝热过程是等熵过程，节流过程常可看作为等焓过程，则循环可用如下P-H和,-S图表示。图2 为单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环压焓图和T-S。 冷凝器 压缩机 节流阀 蒸发器 图1 54 图2 ,(画出蒸汽压缩制冷回热循环的P-H图和,,,图。 解:单级蒸汽压缩制冷回热循环的P-H图和,-S图如下图所示: 三. 计算题 ,(假定循环为单级压缩蒸汽制冷的理论循环，蒸发温度t0=,15?,冷凝温度为30?，工质为R12，试对该循环进行热力计算。 (根据R12的热力性质图表，查出有关状态参数值: h1=345.8 kJ/kg v1=0.09145 m3/kg h3=h4=228.6 kJ/kg h2=375.1 kJ/kg t2=57?) 解:该循环的压焓图如下所示: 55 1 单位质量制冷量 q=h,h=345.8-228.6=117.2 kJ/kg 0153 2 单位容积制冷量 q= q/ v=117.2/0.09145=1281.6 kJ/M V01 4 单位理论功 w=h2,h1=375.1-345.8=29.3 kJ/kg 0 5 制冷系数 ε= q/ w=117.2/29.3=4.0 00 6冷凝器单位热负荷 q=h,h=375.1-228.6=146.5 kJ/kg k23 4-1,(有一氨压缩制冷机组，制冷能力Q为4.0×10KJ?h，在下列条件工作:0 蒸发温度为-25?，进入压缩机的是干饱和蒸汽，冷凝温度为20?，冷凝过冷5?。试计算: (1)单位重量制冷剂的制冷能力; (2)每小时制冷剂循环量; (3)冷凝器中制冷剂放出热量; (4)压缩机的理论功率; (5)理论制冷系数。 5解:查表得到制冷剂氨在-25?时的P0=1.51585×10 pa，20?时的压力为Pc=0.85737 Mpa，15?时的压力为0.728785 Mpa。 首先在P—H图(或T—S图)上按照已知条件定出各状态点。 -1查得 H=1430KJ?kg 1-1 H=1680KJ?kg 2 冷凝出来的过冷液体(过冷度为5?)状态3 的决定:假设压力对液体的焓值几乎没有影响，从状态3沿着饱和液体线向下过冷5?，找到3 ，用此点的焓值近似代替3 的焓值，由于过冷度是有限的，实际上3 和3 很接近，不会造成太大的偏差。3 ?4仍为等焓膨胀过程， -1 H=H=270kJ?kg 3`4-1 制冷能力 q=H-H=1430-270=1160KJ?kg 014 4Q4，10,10G,,,34.5kg,h 制冷剂循环量 q11600 -1冷凝过程即2?3 ，放出热量Q=(H-H)G=34.5(270-1690)=-48645KJ?h 32 G(H,H)34.5(1680,1430)21N,,,2.40kW压缩机功率 36003600 56 H,H1430,270116014制冷系数 ,,,,,4.64H,H1680,143025021 ,.有人设计了一套装置用来降低室温。所用工质为水，工质喷入蒸发器内部分汽化，其余变为5?的冷水，被送到使用地点，吸热升温后以13?的温度回到蒸发器，蒸发器中所形成的干度为98%的蒸汽被离心式压气机送往冷凝器中，在32?的温度下凝结为水。为使此设备每分钟制成750kg的冷水，求 1) 蒸发器和冷凝器中的压力; 2) 制冷量(kJ/h); 3) 冷水循环所需的补充量; 4) 每分钟进入压气机的蒸汽体积。 解: (1) 从饱和水和饱和蒸汽表查得:蒸发器内5?水的饱和蒸汽压 55p=0.00872×10Pa，冷凝器的温度为32?水的饱和压力p=0.0468×10Pa 12(2) 本装置依靠5?的冷水从室内吸热，从而升温至13?来降低室温，故本装 置的制冷量为 Q=G(H,H)=GC(T,T) 02562P56 =750×4.184×(13,5) =25104(kJ/min)=1506240kJ/h (3) 对蒸发器作质量衡算 G=G，G (1) 132 对蒸发器再作能量衡算 GH=GH，GH (2) 153126 联立方程(1)和(2)求得G，即为冷水循环所需的补充量 3 750()HH,56 G= 3HH,15 从饱和水和饱和蒸汽表查得 H(t=5?，x=0.98)=2460kJ/kg，H(t=13?的饱和水)=54.(kJ/kg) 15 因此 25104G==10.48(kg/min) B246054.6, 3(4) 从饱和水和饱和蒸汽表查得:5?时的饱和蒸汽比容υ=147.12m/kg;5?g3时饱和水的比容υ=0.001m/kg，则干度为0.98的蒸汽比容 f3 υ=υx，υ(1,x)=147.12×0.98，0.001×(1,0.98)=144.18(m/kg) gf 最后得到每分钟进入压气机的蒸汽体积为 3 V=Gυ=10.48×144.18=1511(m/min) 3 57